Компания IBM создала первый в мире 2 нм процессор

Компании IBM, похоже, удалось достичь того, что не удалось пока другим корпорациям — разработать процессор по 2 нм техпроцессу. И не просто разработать, а продемонстрировать тестовые образцы этих процессоров. По словам компании, «на кристалле размером примерно с ноготь удалось разместить 50 млрд транзисторов».

Несмотря на очевидный успех, в скором времени рынок не получит новые чипы — они поступят не ранее 2024 года, и то, лишь в том случае, если у IBM не возникнет непредвиденных проблем. Стоит отметить, что тестовые образцы чипов произвела не фабрика TSMC, а собственная лаборатория IBM, располагающаяся в городе Олбани, США. Образцы изготовили на 300-мм пластинах.

Несмотря на то, что 5нм процессоры уже вовсю используются, IBM предпочла сравнивать возможности своих чипов с процессорами, изготовленными по 7 нм топологии. По словам представителей IBM, новинка на 75% производительнее при том же уровне энергопотребления. Если же производительность новых процессоров искусственно замедлить до показателей 7 нм чипов, то потребление энергии снизится на 45%.

Кстати, вернемся к упоминанию «ногтя». Журналисты издания Anandtech обратились за разъяснениями к компании, попросив дать более объективную оценку размерам чипа. Ведь ногти могут быть разными — у разных людей их площадь составляет от 50 до 250 мм².

Оказалось, что средняя площадь пластинки ногтя, по словам компании, составляет около 150 мм², так что изначальное описание соответствует действительности. В итоге получается 333 млн транзисторов на квадратный миллиметр. Ниже — сравнительная таблица:

Здесь есть одна сложность — производители чаще всего указывают пиковую плотность в определенных областях чипа. На самом деле, показатель может быть и в два раза меньше из-за проблем с энергопотреблением и возможным ростом температуры.

Сейчас IBM старается оптимизировать свои чипы, чтобы коммерческие образцы превосходили процессоры, выполненные по другим техпроцессам, по всем параметрам.

На опубликованных IBM изображениях демонстрируется трёхстековая конструкция GAA-транзистора (Gate-All-Around). Высота его ячейки составляет 75 нм, ширина — 40 нм, толщина внутренних слоёв — 5 нм. Шаг поликремниевого затвора с контактом составляет 44 нм, а длина затвора — 12 нм.

По словам производителя, в первую очередь они будут полезны для развития технологий искусственного интеллекта, а также в периферийных вычислениях. Но пригодятся эти процессоры и во многих других сферах. Компания уже заявила, что будет использовать их в серверах IBM Power Systems и мейнфреймах Z-серии.

Также их можно применять в мобильных устройствах, благодаря чему последние станут гораздо более производительными, потребляя меньше энергии. Ноутбуки — еще одна ниша применения новинки. Правда, компания пока не дает прогнозов на автономность ни мобильных девайсов, ни ноутбуков с новыми чипами.

Само собой, сфера беспилотных автомобилей тоже может получить мощный стимул к развитию — ведь при равных показателях энергопотребления системы с новыми чипами будут более производительными.

Также 2 нм топология может использоваться для производства систем связи, индустриальных ЭВМ, компьютеров для космических исследований и многих других отраслей, включая дата-центры.